831015手柄座鉆攻M10螺紋孔夾具設(shè)計(jì)
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
目 錄
第1章、 零件的分析 ....1
1.1. 零件的作用 1
1.2. 零件的工藝分析 1
第2章、 手柄座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1. 確定毛坯的制造形式 2
2.2. 基準(zhǔn)的選擇 2
(1)粗基準(zhǔn)的選擇 2
(2)精基準(zhǔn)的選擇 2
2.3. 工藝路線的擬定 2
2.4. 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4
2.5. 確定各工序切削用量及基本工時(shí) 6
第3章、 夾具的設(shè)計(jì) 15
3.1. 定位方案的確定 15
(1)工序要求 15
(2)定位方案的確定 15
(3)定位誤差分析 15
(4)定位元件的型號(hào),尺寸和安裝方式 16
3.2. 夾具裝置的設(shè)計(jì) 17
3.3. 切削力及夾緊力的計(jì)算 18
(1)切削力的計(jì)算 18
(2)夾緊力的計(jì)算 18
設(shè)計(jì)體會(huì) 19
參考文獻(xiàn).................................................................................................................20
第1章、 零件的分析
1.1. 零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的手柄座。它位于車床操作機(jī)構(gòu)中,可同時(shí)操縱離合器和制動(dòng)器,即同時(shí)控制主軸的開(kāi)、停、換向和制動(dòng)。操作過(guò)程如下:當(dāng)手把控制手柄座向上扳動(dòng)時(shí),車床內(nèi)部的拉桿往外移,則齒扇向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)齒條軸往右移動(dòng),通過(guò)撥叉使滑套向右移,壓下羊角形擺塊的右角,從而使推拉桿向左移動(dòng),于是左離合器接合,主軸正轉(zhuǎn);同理,當(dāng)手把控制手柄座向下扳動(dòng)時(shí),推拉桿右移,右離合器接合,主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時(shí),推拉桿處于中間位置,左、右離合器均不接合,主軸的傳動(dòng)斷開(kāi),此時(shí)齒條軸上的凸起部分正壓在制動(dòng)器杠桿的下端,制動(dòng)帶被拉緊,使主鈾制動(dòng)。
1.2. 零件的工藝分析
CA6140車床手柄座有多處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下:
(1).以為中心的加工表面
這一組的加工表面有的孔,以及上下端面,,下端面為的圓柱端面;孔壁上有距下端面11mm、與孔中心軸所在前視面呈角的螺紋孔,尺寸為M10,另外還有一個(gè)尺寸為6H9的鍵槽,孔與鍵槽的總寬度為27.3H11。
(2).以為中心的加工表面
該組的加工表面有的螺紋孔(有位置要求),加工時(shí)測(cè)量深度為25mm,鉆孔深度為28mm。上孔壁有一個(gè)配鉸的圓錐通孔,該通孔有位置要求。
(3).以為中心的加工表面
本組的加工表面有的孔(兩個(gè)),及其兩個(gè)內(nèi)端面(對(duì)稱),兩端面均有位置要求,端面之間的距離為mm。,孔除了有位置要求以外還有平行度的形狀公差要求(與孔壁之間的平行度公差為)
(4).以為中心的加工表面
這組的加工表面有的孔,該孔通至上的槽,并有位置要求。
由上面的分析可知,加工時(shí)應(yīng)先加工完一組表面,再以這組加工后的表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
第2章、 手柄座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1. 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200。手柄座在使用過(guò)程中不經(jīng)常的變動(dòng),它只起支撐的作用,受到的沖擊不是很大,只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過(guò)程中的精度保證很重要,它對(duì)工件的定位有一定的保證作用。
2.2. 基準(zhǔn)的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則,現(xiàn)選取孔的下端面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩塊V形塊分別支承和作主要定位面,限制5個(gè)自由度,再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。
(2)精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。這在后面還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù)。
2.3. 工藝路線的擬定
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
(1)工藝路線方案一:
工序一:備料
工序二:鑄造毛坯
工序三:粗銑上、下表面,精銑下表面;
工序四:鉆孔;
工序五:插鍵槽6H9;
工序六:銑槽1443 mm;
工序七:鉆、拉孔;
工序八:鉆孔;
工序九:鉆、擴(kuò)螺紋孔;
工序十:鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H;
工序十一:終檢。
(2)工藝路線方案二:
工序一:備料
工序二:鑄造毛坯
工序三:鉆;
工序四:粗銑上、下表面;
工序五:精銑下表面;
工序六:插鍵槽6H9 mm;
工序七:銑槽14 mm 43 mm;
工序八:鉆孔;
工序九:鉆、拉孔;
工序十:鉆、擴(kuò);
工序十一:鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H;
工序十二:終檢。
(3)、工藝方案的比較與分析:
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于:方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝,然后加工的孔,再以的孔的孔為基準(zhǔn)加工的孔。方案二則是先加孔后再加工上下表面,再加工孔,此時(shí)方案二采用車床加工工序一,這樣有利提高效率,節(jié)省成本。經(jīng)比較可知,先加工上下表面,再以上下表面為基準(zhǔn)加工及插鍵槽,最后完成對(duì)的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了,同時(shí)也更好的保證了精度要求。
綜上所述,零件的具體工藝過(guò)程如下:
工序一:備料
工序二:鑄造毛坯
工序三:粗銑、半精銑凸臺(tái)端面,選用X51立式銑床;
工序四:鉆,擴(kuò),鉸內(nèi)孔,選用Z535立式鉆床;
工序五:鉆,粗鉸,精鉸孔,選用Z525立式鉆床;
工序六:銑槽mm,選用X63臥式銑床;
工序七:鉆、粗鉸、精鉸螺紋孔,選用Z525立式鉆床;
工序八:鉆底孔,攻螺紋孔M10mm,選用Z525立式鉆床;
工序九:鉆錐銷通孔,選用Z525立式鉆床;
工序十:拉鍵槽6H9mm;
工序十一:鉆槽底通孔鉆,選用Z525立式鉆床;
工序十二:終檢。
2.4. 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
CA6140車床手柄座零件材料為HT200,毛坯重量約為0.73kg,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn),采用砂型鑄造生產(chǎn)。由于所有孔均有精度要求,且尺寸小,均不鑄出。故僅確定三個(gè)端面的相關(guān)尺寸。
查《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》確定加工余量:
砂型鑄造,機(jī)器造型,材料為灰鑄鐵,查表5-2可知,公差等級(jí)CT為8~12,選取CT10,查表5-3可知,要求的機(jī)械加工余量等級(jí)為E~G,選取G。
切削余量:查表5-4可知, 基本尺寸小于100mm,加工余量為1.4mm;
基本尺寸小于63mm,加工余量為0.7mm。
鑄件公差等級(jí)為CT10:查表5-1,基本尺寸小于100mm,取3.2mm;
基本尺寸小于63mm,取2.8mm。
(1)φ45mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求,φ45mm圓柱兩端面經(jīng)過(guò)兩道工序,先粗銑φ45mm圓柱大端面,再粗,半精銑φ45mm圓柱小端面,各步余量如下:
粗銑:由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.2-23,其余量值規(guī)定,對(duì)于大端面(≤50mm)為1.0~2.0mm,現(xiàn)取1.8mm;對(duì)于小端面,取為1.2mm。表3.2-27粗銑平面的厚度偏差(≤30mm)為―0.25~―0.39mm,現(xiàn)取―0.30mm。
半精銑:由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-2,其余量規(guī)定值為1.0mm。
故鑄造毛坯的基本尺寸為43+1.2+1.8+1.0=47mm 。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)值,取尺寸公差為2.8mm。故:
毛坯的名義尺寸:43+1.2+1.8+1.0=47mm;
毛坯的最小尺寸:47-1.4=45.6mm;
毛坯的最大尺寸:47+1.4=48.4mm;
粗銑大端面后的最大尺寸:43+1.0+1.2=45.2mm;
粗銑大端面后的最小尺寸:45.2-0.30=44.9mm;
粗銑小端面后的最大尺寸: 43+1.0=44mm;
粗銑小端面后的最小尺寸: 44-0.30=43.7mm。
精銑后尺寸與零件尺寸相同,但由于設(shè)計(jì)零件圖紙并未給出具體的公差等級(jí),現(xiàn)按《加工工藝手冊(cè)》表5.29,粗銑→精銑所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度取IT8,按入體原則取值。故精銑后尺寸為43mm
(2)φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求,φ14H7mm孔端面僅由粗銑得到,故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心線的毛坯基本尺寸為43+1.2=44.2mm,故:
毛坯的名義尺寸:43+1.2=44.2mm;
毛坯的最大尺寸:44.2+1.4=45.6mm;
毛坯的最小尺寸:44.2-1.4=42.8mm。
粗銑后尺寸應(yīng)于零件圖尺寸相同,但由于零件圖紙并未給出具體的公差等級(jí),現(xiàn)按前面粗銑平面厚度偏差?。?.28mm。故粗銑后的尺寸為43mm
其他毛坯尺寸由于零件圖紙未做具體的工序尺寸要求,且對(duì)后面諸孔,槽的加工影響不大,僅粗銑即可。
(3)其他尺寸極其加工余量的確定
其他工序尺寸包括5個(gè)孔,2個(gè)槽,1個(gè)螺紋孔的基本尺寸,現(xiàn)僅分析主要的5個(gè)孔的加工余量及尺寸偏差。
5個(gè)孔均不鑄出,機(jī)械加工出來(lái),根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》,由于5個(gè)孔的表面粗糙度要求均較高,所以都要經(jīng)過(guò)精鉸工序,具體工序尺寸和加工余量為:
(1)φ25H8mm孔,Ra=1.6mm;
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9,加工該孔的工藝為:
鉆→擴(kuò)→鉸
鉆孔:φ23mm;
擴(kuò)孔:φ24.8mm 2Z=1.8mm(Z為單邊加工余量);
鉸孔:φ25H8mm。
(2)φ10H7mm孔,Ra=1.6mm;
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-8,加工該孔的工藝為:
鉆→粗鉸→精鉸
鉆孔:φ9.8mm;
粗鉸:φ9.96mm;
精鉸:φ10H7mm。
(3)φ14H7mm孔,Ra=1.6mm;
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.2-9,加工該孔的工藝為:
鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸
鉆孔:φ13.0mm;
擴(kuò)孔:φ13.85mm;
粗鉸:φ13.95mm;
精鉸:φ14H7mm。
(4)φ5mm圓錐孔,Ra=1.6mm;
由于零件圖紙未給出具體的公差等級(jí),現(xiàn)也按H7公差等級(jí)加工,按表3.2-9,加工該孔的工藝為:
鉆→精鉸
鉆孔:φ4.8mm;
精鉸:φ5H7mm。
(5)φ5.5mm孔,Ra=12.5mm
由于也未給出公差等級(jí),現(xiàn)同樣按φ5mm圓錐孔加工方式:
鉆→精鉸
鉆孔:φ4.8mm;
精鉸:φ5.5H7mm。
2.5. 確定各工序切削用量及基本工時(shí)
(1)工序三 銑、半精銑凸臺(tái)端面
1)粗銑凸臺(tái)端面:
選擇銑刀半徑為25mm,齒數(shù)Z=6(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表3.1-27)
,(《切削》表3.7和《切削》表3.8)
(《切削》表3.9)
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度:
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量:
銑床工作臺(tái)進(jìn)給量:
基本工時(shí):
2)半精銑凸臺(tái)端面:
加工余量為Z=1mm
切削速度為
選用主軸轉(zhuǎn)速為
工作臺(tái)進(jìn)給量:
基本工時(shí):
(2)工序四:鉆→擴(kuò)→粗、精鉸通孔
1)鉆孔:
選擇高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表3.1-6)
(《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16)
(《切削》表2.15)硬度200-217
按機(jī)床選?。ā豆に嚒繁?.2-5)
實(shí)際切削速度:
基本工時(shí):(《工藝》表6.2-5)
2)擴(kuò)孔:
選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆(《工藝》表3.1-8)
由《切削》表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量,并由《工藝》表4.2-16取,擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度。
由《切削》表2.15得,故:
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
3)鉸孔:
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀(《工藝》表3.1-17),
由《切削》表2.24得,,,
由《工藝》表4.2-16得,
按機(jī)床選取,則:
基本工時(shí):
(3)工序五:鉆→粗鉸→精鉸孔
1)鉆孔:
選擇高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
2)粗鉸孔:
選擇的高速鋼鉸刀(《工藝》表2.11)
由《切削》表2.24和《工藝》表4.2-15查得
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
3)精鉸孔:
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
(4)工序六:銑的槽
選用高速鋼粗齒盤狀銑刀 ,Z=8
1)、根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1-27查的:
粗銑 選定
因走刀次數(shù)N==8.6次 故走刀次數(shù)N為9次,最后一次=3mm 。
根據(jù)零件形狀,確定那個(gè)走刀長(zhǎng)度為37mm。
2)、決定每齒進(jìn)給量,根據(jù)XA6132型銑床的功率為7.5KW,中等剛度。
根據(jù)表3.3( 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)(第3版)》 ):
現(xiàn)選取
3)、決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)表3.27中的計(jì)算公式,也可以直接查表。
根據(jù)表3.9,當(dāng),Z=8,=14mm,,0.24mm/z時(shí),=19m/min, =62r/min,=104mm/min。
各修正系數(shù)為:
19×0.69×0.8m/min=10.5 m/min;
=34 r/min;
mm/min;
根據(jù)XA6132型銑床說(shuō)明書(shū),選擇 r /min; mm/min;
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為:
m/min;
mm/r ;
計(jì)算基本工時(shí)
式中 l =37mm,根據(jù)表3.25,入切量及超切量=27mm
則= min=1.067min
總時(shí)間:= ×N=1.067min×9=9.6min
(5)工序七:鉆、粗鉸、精鉸螺紋孔
1)鉆孔:
選擇高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.5-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
2)粗鉸孔:
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀(《工藝》表3.1-17)
,,,
按機(jī)床選?。ā豆に嚒繁?2-15)
(《工藝》表4.2-16)
基本工時(shí):
3)精銑孔:
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀(《工藝》表3.1-17)
由《切削》表2.24查得
,,
(《工藝》表42-16)
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
(6)工序八:鉆底孔,攻螺紋M10mm
1)鉆底孔:
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
2)攻螺紋M10mm:
選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
(7)工序九:加工的錐銷通孔
1)鉆的圓錐孔:
選擇的高速鋼麻花鉆
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
2)鉸的孔:
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
(8)工序十一:加工的孔
1) 鉆孔:
選擇的高速鋼錐柄麻花鉆
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
2) 鉸孔:
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時(shí):
第3章、 夾具的設(shè)計(jì)
由于生產(chǎn)類型中等批量生產(chǎn),要考慮生產(chǎn)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,保證加工質(zhì)量,故需設(shè)計(jì)專用夾具。本次設(shè)計(jì)主要是Φ10H7孔夾具設(shè)計(jì),可以采用兩種方案:快換鉆套或者是用導(dǎo)向一樣的兩個(gè)夾具,我設(shè)計(jì)的是采用快換鉆套。
3.1. 定位方案的確定
(1)工序要求
本次設(shè)計(jì)工序Ⅳ鉆Φ10H7mm孔的夾具,該工序要求Φ10H7mm孔軸線與Φ25H8mm孔中心線有φ0.05mm的平行度要求,因而也應(yīng)以φ25H8mm孔的中心線為定位基準(zhǔn)。
(2)定位方案的確定
為了加工φ10H7mm孔,應(yīng)限制的自由度應(yīng)保證定位可靠,加工穩(wěn)定,故設(shè)計(jì)的定位方案如手柄座夾具總裝圖所示,總共限制了工件的全部6個(gè)自由度,屬于完全定位。在該定位方案中,φ25H8mm孔內(nèi)插入一個(gè)定位長(zhǎng)銷,限制了四個(gè)自由度(x,y方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng));R13 mm圓柱面用一短的浮動(dòng)V型塊,限制了一個(gè)自由度(z方向的轉(zhuǎn)動(dòng));用夾具夾持住工件,限制了工件沿z方向的移動(dòng)。這樣6個(gè)自由度全部被限制。
(3)定位誤差分析
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對(duì)于夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案,只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的1/3,即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。
對(duì)于本次設(shè)計(jì)的夾具,需要保證的平行度要求:要求φ10H7mm孔軸線與φ25H8mm孔中心線有φ0.05mm的平行度要求,由于定位基準(zhǔn)是φ45mm孔的中心線,工序基準(zhǔn)也是φ45mm孔的中心線,故基準(zhǔn)不重和誤差為0,只存在基準(zhǔn)位移誤差。定位誤差的計(jì)算如下:
(一) 驗(yàn)算中心距50(+-0.05)mm
影響此精度的因素:
1)定位誤差,此項(xiàng)主要是定位孔φ25H8mm和定位銷φ25g6mm的間隙產(chǎn)生,最大間隙為0.053mm.;
2)鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差,裝配圖尺寸為50(+-)0.006,誤差為為0.012mm;
3)鉆套與襯套的配合間隙,由φ16H6/g5可知最大間隙為 0.029mm;
4)鉆套內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)鉆套,精度較高,此項(xiàng)可以忽略;
5)鉆頭與鉆套間的間隙會(huì)引偏刀具,產(chǎn)生中心距誤差e=(H/2+h+B)*(Δ/H)。
H為導(dǎo)向高度,此處H=45mm,查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8-65,h=10mm,B=38mm,故e=0.045mm
其綜合誤差可按概率法求和:Δ∑=(0.053^2+0.012^2+0.029^2+0.045^2)^(1/2)=0.07mm
該項(xiàng)誤差略大于中心距允許誤差0.1mm的2/3,勉強(qiáng)可用,應(yīng)減小定位和導(dǎo)向的配合間隙。
(二) 驗(yàn)算兩孔的平行度精度
工件要求φ10H7mm的孔全長(zhǎng)平行度公差0.05mm,導(dǎo)致產(chǎn)生兩孔平行的誤差的因素有:
1)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,沒(méi)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差,但φ25H8/g6的配合間隙及孔與端面的垂直度公差會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)位置誤差,定位銷軸中心與φ25H8mm孔中心偏角α 1(rad)為
α 1=Δ1max/H1,式中,Δ1max為φ25H8/g6處最大間隙(mm);H1為定位銷軸定位面長(zhǎng)度(mm)。
2)定位銷軸中心線對(duì)夾具體底平面的垂直度要求α 2圖中沒(méi)有注明。
3)鉆套中心與定位銷軸的平行度公差,圖中標(biāo)注為0.02mm,則α3=0.02/43=0.0004665mm。
4)刀具引偏量e產(chǎn)生的偏斜角α 4=0.029/45=0.00064 rad
因此總的平行度誤差α∑=(α 1^2+α 2^2+α3^2+α 4^2)<0.05,故合格。
(4)定位元件的型號(hào),尺寸和安裝方式
a) 固定式定位銷
查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,表8-51確定定位銷(JB/T 8014.1-1995),基本尺寸,D=25mm,H=34mm,h1=2mm,d=15mm,L=30mm,該銷與定位面板上的孔采用H7/g6過(guò)盈配合。
b) 浮動(dòng)短V型塊
查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8-60(JB/T 8018.4-1995),確定活動(dòng)V型塊的基本尺寸,B=40f7,H=16f9,L=16mm,h=13mm,d=24mm,相配件d=M16 1.5夾緊方案的確定
3.2. 夾緊裝置的設(shè)計(jì)
夾緊力方向原則:
(1)夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置;
(2)夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??;
(3)夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。
夾緊作用點(diǎn)原則:
(1)夾緊里的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi),以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn);
(2)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)工件剛性較好的部位上,以使夾緊變形盡可能少,有時(shí)可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點(diǎn)位置等措施來(lái)實(shí)現(xiàn);
(3)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面,以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性,減少工件的夾緊力,防止加工過(guò)程中可能產(chǎn)生振動(dòng)。
根據(jù)以上要求,考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式,確定夾緊方式。
本設(shè)計(jì)方案選用的是螺旋夾緊機(jī)構(gòu),夾緊方向向下,通過(guò)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)套在螺桿頭部的螺母向下移動(dòng),進(jìn)而作用在工件φ45mm圓柱大端面上,實(shí)現(xiàn)夾緊,具體夾緊裝置的布置見(jiàn)A1圖紙。這種夾緊方式和夾緊裝置簡(jiǎn)單實(shí)用,且對(duì)于中等批量生產(chǎn)能較快裝夾工件,勞動(dòng)強(qiáng)度較小,成本低,簡(jiǎn)單可靠。
3.3. 切削力及夾緊力的計(jì)算
(1)切削力的計(jì)算
刀具為高速鋼錐柄麻花鉆,直徑D=9.8mm,每齒進(jìn)給量f=0.18mm/r,由《加工工藝師手冊(cè)》表28-4可得:鉆孔的軸向力計(jì)算公式為(當(dāng)硬度=190HBS時(shí)),由《加工工藝師手冊(cè)》表28-5可得修正系數(shù),由高速鋼、190HBS可查得,故由《機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì)》得安全系數(shù)=2.376,其中=1.5~2取=1.5,=1.2,,。查《實(shí)用加工工藝手冊(cè)》表14-9摩擦系數(shù)=0.15故實(shí)際所需切削力為Q=100N。
(2)夾緊力的確定
本方案采用的螺旋夾緊機(jī)構(gòu),螺桿端面為圓周接觸,由《加工工藝師手冊(cè)》夾緊力計(jì)算公式:查《加工工藝師手冊(cè)》表17-30原始作用力Q=100N,作用力臂L=240mm,由表17-25得螺旋副當(dāng)量摩擦半徑=15.56mm,α=1°26′,f=0.2mm/r,l=20mm,由表17-27得α1=9°50′,代入公式得:F==2206.15 N。
由《機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì)》得安全系數(shù)k=k1*k2*k3*k4,其中k1=1.5~1.2,k2 =1.2(粗加工)或=1(精加工);k3=1.1~1.3,k4=1.2(斷續(xù)切削)或1(連續(xù)切削),求的k=2.376。查《實(shí)用加工工藝手冊(cè)》表14-9摩擦系數(shù)u=0.15故實(shí)際所需的夾緊力為19070N。
設(shè)計(jì)體會(huì)
本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定工件的機(jī)械加工工藝及專用孔夾具,我設(shè)計(jì)的零件是CA6140手柄座,通過(guò)這次設(shè)計(jì),我對(duì)手柄座從鑄造到加工有了很深的了解,對(duì)夾具的設(shè)計(jì)也有了深入的研究,使我明白了很多東西:
首先我明白了僅僅了解書(shū)本上的東西是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有在結(jié)合自己的實(shí)際情況,運(yùn)用于實(shí)踐,這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識(shí)。
其次,我懂得了工藝是一個(gè)很細(xì)致的工作,我們要在工作中不斷的積累經(jīng)驗(yàn),學(xué)會(huì)用自己的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
還有就是覺(jué)得自己學(xué)到的知識(shí)太有限,知識(shí)面太窄,以后還有待加強(qiáng)訓(xùn)練和實(shí)踐。
同時(shí)我們要不斷地向別人學(xué)習(xí),尤其要多想老師請(qǐng)教,他們可以讓我們少走很多的彎路,同時(shí)也讓我們知道很多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法和與眾不同的設(shè)計(jì)理戀。
最后我了解到創(chuàng)新設(shè)計(jì)是我們未來(lái)生存的法寶,所以從現(xiàn)在開(kāi)始一定要有意識(shí)的鍛煉和培養(yǎng)自己在這方面能力。
通過(guò)這次設(shè)計(jì),我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的了解,將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái),使我收獲很大,讓我對(duì)夾具設(shè)計(jì)有了更深入的了解,也為我以后走上工作崗位提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
1、王棟等. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū),機(jī)械工業(yè)出版社.2010.9
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3、李益民等.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2005.7
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6、趙家齊等.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)(第二版),機(jī)械工業(yè)出版社2009.6
XXXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
銑
工序號(hào)
Ⅰ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
專用夾具
立式銑床
X51
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
粗銑Φ45端面
高速鋼立銑刀
1
144
160
25.12
0.43
半精銑Φ45端面
高速鋼立銑刀
1
144
160
20
0.65
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
XXXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
銑
工序號(hào)
Ⅱ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
專用夾具
立式銑床
X51
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
粗銑大端面
高速鋼立銑刀
2
144
160
25.12
0.65
半精銑大端面
高速鋼立銑刀
1
100
160
20
0.98
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
XXXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
鉆擴(kuò)鉸Φ25H8的孔
工序號(hào)
Ⅲ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
專用夾具
立式鉆床
Z535
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
鉆孔至Φ
高速鋼錐柄麻花鉆
1
0.43
195
14.08
0.64
擴(kuò)孔至Φ
高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆
1
0.72
68
5.29
1.1
鉸孔Φ
高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀
1
1.22
68
5.34
0.65
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
XXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
鉆
工序號(hào)
Ⅳ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
專用夾具
立式鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
鉆Φ9.8mm孔
高速鋼錐柄麻花鉆
1
0.17
960
29.54
0.31
粗鉸Φ9.96mm孔
高速鋼機(jī)用鉸刀
1.3
195
6.1
0.19
精鉸Φ10mm孔
高速鋼機(jī)用鉸刀
0.8
195
6.1
0.3
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
XXXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
銑
工序號(hào)
Ⅴ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
專用夾具
臥式銑床
X63
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/min
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
銑12mm槽
高速鋼圓柱形銑刀
1
56.25
375
15.31
0.94
銑14mm槽
高速鋼圓柱形銑刀
1
56.25
345
15
0.94
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
XXXXXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
鉆鉸精鉸孔
工序號(hào)
Ⅵ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
立式鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
鉆孔至
高速鋼麻花錐柄鉆
1
0.36
272
11.10
0.36
粗鉸至
高速鋼機(jī)用鉸刀
1
0.81
140
6.13
0.31
精鉸至
高速鋼機(jī)用鉸刀
1
0.62
140
6.15
0.40
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
共 1 頁(yè)
第 1 頁(yè)
XXXXXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
鉆
工序號(hào)
Ⅶ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
鉆Φ9.8孔
高速鋼麻花錐柄鉆
1
0.17
960
23
0.31
2
粗鉸Φ9.96mm孔
高速鋼機(jī)用鉸刀
2
1.3
195
6
0.19
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
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十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
鉆
工序號(hào)
Ⅷ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
專用夾具
立式鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
鉆圓錐孔
高速鋼麻花鉆
1
0.36
272
11.1
0.36
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
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第 1 頁(yè)
XXXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
鑄
工序號(hào)
Ⅸ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
專用夾具
臥式拉床
L6120
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
拉鍵槽
高速鋼拉刀
1
1.5
3.6
0.42
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
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XXX(校名)
機(jī)械加工工藝卡片
工件名稱
鑄
工序號(hào)
Ⅹ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號(hào)
零件重量
0.73kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號(hào)
硬度
型號(hào)
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
立式鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
量具
走刀長(zhǎng)度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
鉆孔
高速鋼麻花鉆
1
0.10
1360
20
0.75
2
鉸孔至
高速鋼機(jī)用鉸刀
1
0.6
392
6.15
0.26
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
梁式
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座鉆攻
M10
螺紋
夾具
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